1、廣東建材2 0年第9期研究與探討工業(yè)固體廢棄物在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用及前景任啟芳 安徽建筑工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程系230022)張東華 大連市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所建材中心116021)摘 要：本文主要介紹了固體廢棄物的定義和分類(lèi)，闡述了工業(yè)廢棄物的來(lái)源、特點(diǎn)及其在建筑材料中的應(yīng)用與前景，固體廢棄物轉(zhuǎn)化為建材產(chǎn)品，能夠節(jié)約自然資源，緩解資源枯竭的問(wèn)題，變廢為寶，化害為利，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，是廢棄物綜合利用，走可持續(xù)發(fā)展道路的重要途徑。關(guān)鍵詞:工業(yè)廢棄物；建筑材料；綜合利用 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserve

2、d, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討1前言隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，固體廢棄物量也日益增多已造成嚴(yán)重污染環(huán)境，造成經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境負(fù)擔(dān)，如何處理和綜合利用固體廢棄物已是大勢(shì)所趨。所謂的固體廢物通常是指生產(chǎn)、生活活動(dòng)中丟棄的固體和泥狀物質(zhì)，從廢水、廢氣中分離岀來(lái)的固體顆粒 物，它主要來(lái)源于人類(lèi)的生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)。人們?cè)谫Y源開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品制造過(guò)程中，必然有廢物產(chǎn)生，任何產(chǎn)品

3、經(jīng)過(guò)使用和消費(fèi)后都會(huì)變成廢物。固體廢物有多種分類(lèi)方法，按其來(lái)源可分為礦業(yè)固體廢物、工業(yè)固體廢物、城市垃圾、農(nóng)業(yè)廢物和放射性固體廢物。比較而言，在建筑材料領(lǐng)域?qū)τ诠腆w廢棄物的利用是相當(dāng)廣泛的，并且在今后的一段時(shí)間內(nèi)，建筑材料領(lǐng)域?qū)τ诠腆w廢棄物利用的 深度和廣度都將會(huì)有大幅度的提高 ，目前對(duì)于固體廢棄 物的應(yīng)用主要以工業(yè)固體廢棄物即工業(yè)廢渣為主口。本文主要介紹工業(yè)固體廢棄物在建筑材料領(lǐng)域的 應(yīng)用及其發(fā)展前景 。2工業(yè)固體廢棄物的來(lái)源及特點(diǎn)2 .工業(yè)固體廢棄物的來(lái)源工業(yè)固體廢棄物是在工業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)加工過(guò)程中 以及燃料燃燒，礦物開(kāi)采，交通運(yùn)輸，環(huán)境治理過(guò)程中所 丟棄的固體、半固體物質(zhì)的總稱(chēng)2。工業(yè)固體

4、廢棄物主要來(lái)源于各種工業(yè)部門(mén)生產(chǎn)所 得到的固體廢物，主要包括煤炭工業(yè)生產(chǎn)的煤矸石；燃料電廠和城市集中供熱系統(tǒng)煤粉燃燒鍋爐產(chǎn)生的粉煤 灰、爐渣；黑色冶金工業(yè)產(chǎn)生的高爐渣、鋼渣；有色金屬冶金渣和赤泥等；化學(xué)工業(yè)及其他工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生 的化學(xué)石膏、硫鐵礦渣、電石渣、堿渣、燒堿鹽泥等；燃燒 鍋爐產(chǎn)生的爐渣；開(kāi)采金屬礦石產(chǎn)生的廢石和尾礦等。2 .工業(yè)固體廢棄物的特點(diǎn)工業(yè)固體廢棄物的種類(lèi)很多，產(chǎn)量很大，分布面很廣，常年均衡排放，可作為穩(wěn)定的可利用資源加以利 用：2J工業(yè)固體廢棄物是一種可開(kāi)發(fā)利用的資源，建筑材料特別是墻體材料和水泥工業(yè)對(duì)原料的消耗量大，生產(chǎn)企業(yè)多，分布面很廣，特別是在人口密集、工業(yè)發(fā)達(dá)地

5、區(qū)，企業(yè)密度更高。建材生產(chǎn)地和與工業(yè)固體廢棄物產(chǎn) 生地點(diǎn)大體一致，這為工業(yè)廢棄物資源化利用提供了方 便代大多數(shù)工業(yè)固體廢棄物的物相組成較為穩(wěn)定，化學(xué)成分與建材原料相近，具有潛在的活性，適合作建筑材料的原料。從化學(xué)成分來(lái)看，許多工業(yè)廢棄物與建筑 材料見(jiàn)下表，除有毒工業(yè)廢棄物外，大多數(shù)都可以用作墻體材料的原料；煤矸石、粉煤灰、爐渣等化學(xué)成分和黏 土較接近，常開(kāi)發(fā)用于筑路 、生產(chǎn)燒結(jié)磚、生產(chǎn)混凝土制 品、砌筑砂漿材料、微晶玻璃原料和陶粒等輕骨料；化學(xué) 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvww

6、jznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討煤矸石、粉煤灰、礦渣、鋼渣、赤泥化學(xué)成分()名稱(chēng)sA12C3CaC嚨CF CKCNa2CFeCLoss煤矸石4 8 6 518 3 51 71 4298 2 .5 127粉煤灰4 8 6 02 8 3 50 .8 70 .8 2 .52120 .520 .212 15鋼渣18 3 02 63 8 5 031221082 4礦渣3 8 4 068

7、163 8 4 34 818 5赤泥2 8 2 26194 8 4 81 .581023 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討石膏與天然石膏的化學(xué)成分相似，可替代生產(chǎn)石膏用品或用為水泥調(diào)凝；硫鐵礦燒渣可用作水泥配料的鐵質(zhì)原 料；粉煤灰、煤矸石可用作水泥硅質(zhì)原料，或作為水泥和混凝土的混合材料；電石渣化學(xué)成分與石灰相近，可代替石灰生產(chǎn)蒸養(yǎng)制品；多數(shù)尾礦含硅較高，可代替砂子或生產(chǎn)蒸養(yǎng)磚；高爐水渣、鋼渣、赤泥等化學(xué)成分為水泥 所需，另外還可

8、以與粉煤灰、煤矸石等合用生產(chǎn)微晶玻璃；窯灰可作為水泥生料配料使用或直接作為水泥混合 材。有些工業(yè)廢渣含有一定的熱值，作為低熱值燃料用于生產(chǎn)建筑材料有顯著節(jié)能效果，粉煤灰、爐渣、煤矸石等就是這種廢棄物。它們常用來(lái)生產(chǎn)磚的內(nèi)燃料，生產(chǎn)水泥和燒結(jié)制品的原料，其中含有的部分熱值可達(dá)到節(jié)約能源的效果 。一般來(lái)說(shuō)，710廢渣可節(jié)約1標(biāo)準(zhǔn)煤，用煤矸石制作全煤矸石磚可以達(dá)到基本不用 煤代利用固體廢棄物作建筑材料原材料能夠降低成 本增加利潤(rùn)，節(jié)約有限的自然資源，變廢為寶，加強(qiáng)對(duì)三廢的綜合應(yīng)用，以產(chǎn)生良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。可以說(shuō)，從綜合經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益來(lái)看 ，工業(yè)固 體廢棄物用于建筑材料方面的應(yīng)用程度最高。3

9、工業(yè)固體廢棄物在建筑材料中的應(yīng)用 現(xiàn)狀工業(yè)固體廢棄物的治理、綜合利用日益受到世界各國(guó)的重視。許多國(guó)家都把工業(yè)廢棄物作為一種新資源，通過(guò)綜合利用減少對(duì)自然資源的開(kāi)發(fā)和解決工業(yè)固體 廢棄物的污染治理工作。在美國(guó)，粉煤灰和礦渣被列在石灰和石膏之前。在國(guó)外工業(yè)固體廢棄物的建材資源化 是解決廢物利用的主要手段之一。下面介紹幾種比較常見(jiàn)工業(yè)固體廢棄物在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用。3 .粉煤灰粉煤灰是燃煤電廠排放的工業(yè)廢渣。作為一個(gè)以煤為主要能源的國(guó)家，我國(guó)對(duì)粉煤灰的開(kāi)發(fā)利用潛力和意 義都很大。粉煤灰在建材工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空 間。國(guó)外利用粉煤灰制作建筑材料已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史了，在發(fā)達(dá)國(guó)家粉煤灰利用在高速公路路

10、堤、公路、機(jī)場(chǎng)和一些大型工程上 。我國(guó)從2（世紀(jì)5（年代開(kāi)展粉煤灰綜合利用研究 以來(lái)，粉煤灰的利用方面，主要有：建筑材料、回填物、垃圾場(chǎng)表層、土壤改良劑、路基加固材料、路基材料、生產(chǎn) 粉煤灰水泥、泥漿墻、水凝填料等，除此外，近年粉煤灰 的研究利用領(lǐng)域擴(kuò)展很大，如在塑料、保溫材料、土壤磁性復(fù)合肥、環(huán)境除污等方面都有研究并取得了進(jìn)展口。另外，還可以制成粉煤灰礦棉、微晶玻璃、陶瓷、新型膠凝材料、石膏制品等。隨著納米技術(shù)和納米材料的發(fā)展，近年來(lái)增添了粉煤灰新型球體超細(xì)空心微珠新材料用作一些制品的填 料，以獲取很大的利潤(rùn)。在當(dāng)今的一些研究表明，不僅僅采用單一的工業(yè)廢渣進(jìn)行生產(chǎn)建材制品，而是復(fù)合兩種或兩種

11、以上的工業(yè)固體廢棄物進(jìn)行綜合利用，在提高利用率的同時(shí)，增加其制品的某些性能 。3 .煤2干石煤矸石是夾在煤層中的巖石，是采煤和選煤過(guò)程中排出的廢棄物：5。我國(guó)煤矸石的排放量達(dá) 1億多噸，其 中一半以上均沒(méi)有被有效利用。煤矸石的處理和應(yīng)用，在國(guó)外日益受到重視，特別是在2（世紀(jì)8（年代后，其在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng) 成為一種趨勢(shì)，生產(chǎn)產(chǎn)品越來(lái)越多，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，其生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有：煤矸石燒結(jié)磚、煤矸石輕骨料、水泥混合材煤矸石砌塊 、采用煤矸石生產(chǎn)水泥，此外可以生產(chǎn)高硅矸石微晶玻璃產(chǎn)品等 。最近研究表明：6，:煤矸石還可以作為一種原材料用 于開(kāi)發(fā)曝氣生物濾池煤矸石濾料和建設(shè)曝氣生物濾池，是一種具

12、有廣闊應(yīng)用前景的新產(chǎn)業(yè)。3 .化學(xué)石膏化學(xué)石膏是指化學(xué)工業(yè)或其他工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的 以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)廢渣。化學(xué)石膏與天然石膏的化學(xué)成分相似，可替代天然石膏生產(chǎn)石膏制品和用于水泥等工業(yè)：2。3 .冶金渣冶金固體廢棄物種類(lèi)繁多、數(shù)量大、性質(zhì)千差萬(wàn)別對(duì)環(huán)境具有很大的危害。礦渣、鋼渣鐵合金渣是指在治 煉生鐵、煉鋼等冶金工業(yè)中排放出的廢渣，另外還有其他冶金行業(yè)排岀的冶金渣，如赤泥是制備氧化鋁工業(yè)的排渣。冶金渣是以硅酸鹽、鋁酸鹽為主要成分的材料，具有一定的活性 7。在建材工業(yè)中，它們可以跟水泥熟料、石膏混合磨細(xì)制得水泥；以冶金渣為原料，配入適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)劑可制成性能優(yōu)異的混凝土；安全性好的重渣經(jīng)破碎、分

13、級(jí)、可代替碎石用作骨料和路材，廣泛用于公路、 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討18 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAv

14、wwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討高速公路邊坡錨固 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討喬國(guó)華李東輝 廣東省煤炭建設(shè)集團(tuán)）有限公司摘要：本文通過(guò)對(duì)高速公路邊坡錨索錨頭滲水的一次治理試驗(yàn)總結(jié),得出了對(duì)錨頭滲水治理的合

15、理方法，為減少因錨頭滲水而造成錨索的預(yù)應(yīng)力損失，進(jìn)行了有益探索。關(guān)鍵詞:邊坡；錨索；錨頭；滲水；化學(xué)灌漿 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討 1thirta Aodemic Journal Ekctronic Publishing All rights reserved, httpTAvwwjznlcLnet廣東建材2 0年第9期研究與探討1前言京珠高速公路粵境北段邊坡較多，為穩(wěn)定邊坡，大量采用了預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)，取得了良好的效果，

16、但是，經(jīng)過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索近幾年的使用跟蹤觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)密封錨具的混凝土表面有水滲岀，在這個(gè)部位長(zhǎng)期有水滲岀，有關(guān)管理部門(mén)擔(dān)心錨具在水的作用下，會(huì)慢慢銹蝕錨具內(nèi)的夾具，而夾具銹蝕，會(huì)造成錨索的預(yù)應(yīng)力損失，使錨具失去原有的錨固作用，從而影響邊坡的穩(wěn)定，必須采取有效措施排干夾具內(nèi)的藏水，并封堵水流源頭 。受有關(guān)管理部門(mén)的委托 ，我司研究制定了實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)方案很快得到了有關(guān)管理部門(mén)的認(rèn)可。2實(shí)驗(yàn)的基本情況經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的準(zhǔn)備后，我公司于 2 0 0年（8月至!橋梁、機(jī)場(chǎng)和工業(yè)民用建筑中；赤泥可以根據(jù)成分的不同作不同的用處，如制作水泥，作塑料填料和新型墻 材3 .電石渣、堿渣電石渣是生產(chǎn)乙炔氣和聚乙烯等排岀的

17、廢渣，堿渣是制堿工業(yè)排岀的廢渣。它們的成分都與水泥原料相似，可以用來(lái)生產(chǎn)水泥。4結(jié)語(yǔ)綜上所述，工業(yè)固體廢棄物在建筑材料中的應(yīng)用，可以改善傳統(tǒng)建材工業(yè)高消耗的狀況，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。同時(shí)建筑材料的大量使用可大量消耗固體廢物，變廢為寶，具有明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。只是在于目前工業(yè)固體廢棄物的綜合利用方面在范圍上、技術(shù)上和形式上還有待于進(jìn)一步擴(kuò)展，真正走可持續(xù)發(fā)展道路。2 0（年4 9月，對(duì)京珠北高速公路邊坡錨固一預(yù)應(yīng)力錨索錨頭滲水，進(jìn)行了精心的化學(xué)灌漿治理實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)位于K9 高邊坡地段，共試驗(yàn)了 11 個(gè)錨頭，按試驗(yàn)方案分 4個(gè)配方對(duì)這 1個(gè)錨頭分別進(jìn)行了化學(xué)灌漿實(shí)驗(yàn)，灌漿的基本順序是：首先

18、對(duì)生銹的錨頭夾片進(jìn)行除銹處理根據(jù)對(duì)錨頭夾片除銹的實(shí)際情況，考慮到國(guó)內(nèi)現(xiàn)行除銹劑的主要成分均為強(qiáng)酸為主，所以沒(méi)有再對(duì)錨索桿體進(jìn)行灌注除銹），然后用化學(xué)漿開(kāi)路 ，緊接著用超細(xì)水泥 灌漿，在達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后 ，再沿其它灌漿嘴灌注化學(xué)漿，每個(gè)錨頭設(shè)置不少于3個(gè)灌漿嘴，其中一個(gè)留做排氣孔，各種漿液的灌漿結(jié)束壓力為：水泥漿為 1 .0 10 0化學(xué)漿為0 .5 1，各種漿液最終灌入量記錄如表1。第二、第四級(jí)坡的錨頭在打開(kāi)外包混凝土以后，發(fā)現(xiàn)所有錨具的夾片均有生銹現(xiàn)象，個(gè)別夾片脫離錨頭另此文受安徽建筑工業(yè)學(xué)院碩士科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)資助）卜兀-卜 .【參考文獻(xiàn)】董松，張智強(qiáng).固體廢棄物的建材資源化U 廣東建材，2 0 0 2 （3）.施惠生主編.生態(tài)水泥與廢棄物資源化利用技術(shù)1.北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ，2005.崔輝，徐志勝.固體廢物在建筑材料中的資源化應(yīng)用口.建材技術(shù)與應(yīng)用，2 0 0 3:121-4.高占國(guó)，華珞，鄭海金等.粉煤灰的理化性質(zhì)及其資源化